JP2010272513A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery.
二次電池(Rechargeable battery)は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電が可能な電池であって、一つの電池セルがパック形態で包装された低容量電池の場合、携帯電話及びビデオカメラのような携帯の可能な小型電子機器に使用され、電池パックが数十個接続した電池パック単位の大容量電池の場合、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として広く使用されている。 A secondary battery (rechargeable battery) is a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged. In the case of a low-capacity battery in which one battery cell is packaged in a pack form, a mobile phone In the case of a large-capacity battery in units of battery packs that are used in portable electronic devices such as video cameras and in which several tens of battery packs are connected, they are widely used as power sources for driving motors in hybrid vehicles and the like.
二次電池は、様々な形状に製造されているが、代表的な形状には、円筒形、角形が挙げられ、帯状の陽、陰極板の間に絶縁体であるセパレータ(separator)を介在して、これを渦流状に巻き取った電極組立体(又はゼリーロール)をケースに内蔵設置し、ケースに電極端子が形成されたキャップ組立体を設置して構成される。 Secondary batteries are manufactured in various shapes, but typical shapes include a cylindrical shape and a square shape, and a separator that is an insulator is interposed between a strip-shaped positive electrode and a cathode plate, An electrode assembly (or jelly roll) wound up in a vortex is installed in a case, and a cap assembly in which electrode terminals are formed is installed in the case.
二次電池のうち、大容量電池では、容量や出力面において一瞬間に多くの電流を集電するための機能として、集電板が電極組立体の両端に露出した陽極板の陽極無地部及び陰極板の陰極無地部の各々に電気的に接続されて、陽、陰極板に発生した電流を陽、陰極端子に誘導するようになる。 Among secondary batteries, a large-capacity battery has a function of collecting a large amount of current instantaneously on the capacity and output surface, and the anode uncoated portion of the anode plate exposed at both ends of the electrode assembly and the collector plate Electrically connected to each of the cathode uncoated portions of the cathode plate, the current generated in the cathode and cathode plate is induced to the cathode and cathode terminals.
本発明の目的は、垂直方向の巻取軸を有する電極組立体の上部に突出した電極無地部のラウンド部に結合され、電極端子と結合される集電板を具備することによって、電極端子と電極組立体との間の電流パス長を減らし、かつ内部抵抗を減らすことのできる二次電池を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electrode terminal by including a current collector plate connected to an electrode terminal and connected to a round part of an electrode plain part protruding from an upper part of an electrode assembly having a vertical winding shaft. An object of the present invention is to provide a secondary battery capable of reducing the current path length between the electrode assembly and the internal resistance.
また、本発明の他の目的は、電極組立体と集電板とを別途の接続タップ無しで直接結合させることによって、ケースの内部で別途の接続タップが占める空間を減らし、減った空間分だけ電極組立体の巻取ターン数を増加させて電池の容量を高めることのできる二次電池を提供することにある。 Another object of the present invention is to directly connect the electrode assembly and the current collector plate without a separate connection tap, thereby reducing the space occupied by the separate connection tap inside the case, and reducing only the reduced space. An object of the present invention is to provide a secondary battery capable of increasing the capacity of the battery by increasing the number of winding turns of the electrode assembly.
また、本発明のさらに他の目的は、垂直方向の巻取軸を有する電極組立体の上部に集電板を配置してレーザ溶接で結合させることによって、電極組立体の内部から発生するガスの放出領域を確保しつつ、電極組立体の内部から電極組立体の上部に位置する安全ベントまでガス放出が円滑に行われるようにして、電池の安全性に対する信頼性を高めることのできる二次電池を提供することにある。 Another object of the present invention is to dispose gas generated from the inside of the electrode assembly by disposing a current collector plate on the upper part of the electrode assembly having a vertical winding shaft and coupling it by laser welding. A secondary battery capable of improving the reliability of the battery safety by ensuring that the discharge area is secured and gas is smoothly discharged from the inside of the electrode assembly to the safety vent located above the electrode assembly. Is to provide.
上述の目的を達成するために、本発明による二次電池は、一端から延びた複数の第1突出部を有する第1電極板と、前記一端から延びた複数の第2突出部を有する第2電極板とを備え、前記複数の第1突出部又は複数の第2突出部の少なくとも何れか一つが偏平部とラウンド部とを備えるように形成された電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記複数の第1突出部又は複数の第2突出部の少なくとも何れか一つに接続され、少なくとも前記ラウンド部をカバーする集電板とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a secondary battery according to the present invention includes a first electrode plate having a plurality of first protrusions extending from one end and a second electrode having a plurality of second protrusions extending from the one end. An electrode assembly, wherein at least one of the plurality of first protrusions or the plurality of second protrusions includes a flat portion and a round portion, and accommodates the electrode assembly And a current collector plate connected to at least one of the plurality of first protrusions or the plurality of second protrusions and covering at least the round part.
前記偏平部は、前記電極組立体の長さ方向に延び、前記ラウンド部は、前記電極組立体の中心軸から前記電極組立体の終端の一側に位置し、前記集電板は、前記ラウンド部に溶接されうる。 The flat portion extends in the length direction of the electrode assembly, the round portion is located on one side of the terminal end of the electrode assembly from the central axis of the electrode assembly, and the current collector plate is the round plate It can be welded to the part.
前記偏平部は、前記中心軸と最も近い一側から長さ方向に垂直な偏平エッジを有することができる。 The flat part may have a flat edge perpendicular to the length direction from one side closest to the central axis.
前記偏平部は、前記長さ方向から前記電極組立体の中央領域に向けて傾いた偏平エッジを有することができる。 The flat portion may have a flat edge inclined from the length direction toward a central region of the electrode assembly.
前記集電板は、前記電極組立体の偏平部に対応する位置に偏平領域部と、前記電極組立体のラウンド部に溶接されるラウンド領域部とを備えることができる。 The current collector plate may include a flat region portion at a position corresponding to the flat portion of the electrode assembly, and a round region portion welded to the round portion of the electrode assembly.
前記集電板は、前記電極組立体の一端のうち、第1側から前記複数の第1突出部と接続する第1集電板であり、前記電極組立体の一端のうち、前記第1側と反対になる第2側から前記複数の第2突出部と接続する第2集電板をさらに備えることができる。 The current collector plate is a first current collector plate connected to the plurality of first protrusions from a first side of one end of the electrode assembly, and the first side of one end of the electrode assembly. And a second current collector plate connected to the plurality of second protrusions from the second side opposite to the first side.
前記集電板は、溝部を備え、前記溝部にて前記電極組立体に溶接されることができる。 The current collector plate may include a groove, and may be welded to the electrode assembly at the groove.
前記集電板の溝部は、前記複数の第1突出部又は複数の第2突出部の少なくとも何れか一つを加圧及び/又は折り曲げることができる。 The groove portion of the current collector plate can press and / or bend at least one of the plurality of first protrusions or the plurality of second protrusions.
前記集電板は、前記溝部を備えるベース部と、前記ベース部を取り囲むフランジ部とをさらに備えることができる。 The current collector plate may further include a base portion including the groove portion and a flange portion surrounding the base portion.
前記集電板の溝部は、長さ方向に延びた複数の溝部を備え、前記電極組立体に溶接されることができる。 The groove portion of the current collector plate includes a plurality of groove portions extending in the length direction and can be welded to the electrode assembly.
前記集電板の溝部は、前記長さ方向に垂直な方向に延びた複数の溝部を備え、前記電極組立体に溶接されることができる。 The groove portion of the current collector plate includes a plurality of groove portions extending in a direction perpendicular to the length direction, and can be welded to the electrode assembly.
前記集電板は、前記溝部を介して形成された少なくとも一つの開口を有することができる。 The current collector plate may have at least one opening formed through the groove.
前記少なくとも一つの開口は、複数のスリットを含むことができる。 The at least one opening may include a plurality of slits.
前記電極組立体の一端は、電極活物質がコーティングされないものでありうる。 One end of the electrode assembly may be uncoated with an electrode active material.
前記ケースの開口を密封するキャッププレートと、前記二次電池からガスを除去するように形成された安全ベントを含むキャップ組立体とをさらに備えることができる。 A cap plate for sealing the opening of the case and a cap assembly including a safety vent formed to remove gas from the secondary battery may be further included.
前記集電板は、前記複数の第1突出部又は複数の第2突出部の少なくとも何れか一つにレーザ溶接されうる。 The current collector plate may be laser welded to at least one of the plurality of first protrusions or the plurality of second protrusions.
本発明による二次電池は、垂直方向の巻取軸を有する電極組立体の上部に突出した電極無地部のラウッド部に結合され、電極端子と結合される集電板を具備することによって、電極端子と電極組立体との間の電流パス長を減らし、かつ内部抵抗を減らすことができる。 The secondary battery according to the present invention includes a current collector plate coupled to an electrode plain lawood portion protruding from an upper portion of an electrode assembly having a vertical winding shaft, and coupled to an electrode terminal. The current path length between the terminal and the electrode assembly can be reduced, and the internal resistance can be reduced.
また、本発明による二次電池は、電極組立体と集電板とを別途の接続タップ無しで直接結合させることによって、ケースの内部で別途の接続タップが占める空間を減らし、減った空間分だけ電極組立体の巻取ターン数を増加させて電池の容量を高めることができる。 In addition, the secondary battery according to the present invention reduces the space occupied by the separate connection tap inside the case by directly coupling the electrode assembly and the current collector plate without the separate connection tap, and only the reduced space. The capacity of the battery can be increased by increasing the number of winding turns of the electrode assembly.
また、本発明による二次電池は、垂直方向の巻取軸を有する電極組立体の上部に集電板を配置してレーザ溶接で結合させることによって、電極組立体の内部から発生するガスの放出領域を確保しつつ、電極組立体の内部から電極組立体の上部に位置する安全ベントまでガス放出が円滑に行われるようにして、電池の安全性に対する信頼性を高めることができる。 In addition, the secondary battery according to the present invention releases a gas generated from the inside of the electrode assembly by arranging a current collector plate on the upper part of the electrode assembly having a vertical winding shaft and coupling it by laser welding. While ensuring the area, the gas can be smoothly discharged from the inside of the electrode assembly to the safety vent located at the top of the electrode assembly, so that the reliability with respect to the safety of the battery can be improved.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
図1は、本発明の一実施の形態による二次電池を示す斜視図であり、図2は、図1の二次電池を示す断面図であり、図3は、図1の二次電池において電極組立体が巻取られる前の状態を示す分離斜視図であり、図4は、図1の二次電池のうちの電極組立体と、第1及び第2集電板と、第1及び第2電極端子を示す部分分離斜視図であり、図5は、図4の第1集電板の下面が上に向かった状態を示す斜視図であり、図6は、図4の「A」部分を拡大して示した斜視図である。 1 is a perspective view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the secondary battery of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the secondary battery of FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a state before the electrode assembly is wound, and FIG. 4 is a diagram illustrating an electrode assembly of the secondary battery of FIG. 1, first and second current collector plates, first and first FIG. 5 is a partially separated perspective view showing a two-electrode terminal, FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the lower surface of the first current collector plate of FIG. 4 is directed upward, and FIG. 6 is a “A” portion of FIG. It is the perspective view which expanded and showed.
図1〜図3に示すように、本発明の一実施の形態による二次電池100は、大容量出力の可能な角形二次電池に製造されることができ、電極組立体110と、電極組立体110の上部に配置されて電極組立体110と電気的に接続される第1集電板120及び第2集電板130と、電極組立体110、第1集電板120、第2集電板130及び電解液(図示せず)の収納されたケース140と、ケース140の上部を塞ぐキャップ組立体150とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
電極組立体110は、薄板状又は膜状に形成された第1電極板111、セパレータ113、第2電極板112の積層体を巻き取るか又は重ねて形成する。ここで、第1電極板111は、陽極として作用し、第2電極板112は、陰極として作用できる。一方、本発明の実施の形態において電極組立体110は、ケース140の内部において垂直方向の巻取軸(又は中心軸という)Cを有するように位置し、巻取軸Cの上部を電極組立体110の上部と定義するようにする。
The
第1電極板111は、第1電極集電体111aと、前記第1電極集電体111aの両面にコーティングされた第1電極活物質層111bとからなる。なお、前記第1電極集電体111aには、第1電極活物質がコーティングされない第1電極無地部111cが形成される。
The
第1電極集電体111aは、電流を集めるホイル形態でアルミニウム(Al)材質からなり、また他の等価の材質からなりうる。前記第1電極活物質層111bは、電気を発生させる機能を果たし、遷移金属酸化物(例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4)からなることができ、又は他の等価の材質からなりうる。第1電極無地部111cは、第1電極集電体111aの上部の一端に形成されて、第1電極板111と第1電極板111の外部間の電流流れの通路となる。
The first electrode
第1電極無地部111cは、具体的に第1水平部114と複数の第1突出部115とを備える。このような第1水平部114及び第1複数の突出部115は、略長方形の第1電極無地部を長さ方向において既設定された間隔に一部カットすることによって形成されうる。第1水平部114は、第1電極集電体111aの長さと同じ長さを有することができる。複数の第1突出部115は、第1水平部114から垂直方向に突出する。このような複数の第1突出部115は、図4に示すように、電極組立体110の上端外に突出しつつ電極組立体110の巻取軸Cを基準に一側に位置し、電極組立体110の巻取形状により画定されるラウンド部Rと偏平部Pとに区分されることができる。ここで、ラウンド部Rは、偏平部Pより電極組立体110の巻取軸Cからより遠く位置し、電極組立体110の巻取工程上、複数の第1突出部115が偏平部Pよりさらに密集される部分である。そして、図4に示すように、電極組立体110の巻取軸Cと対向する複数の第1突出部115のそれぞれの終端は、一字形をなす。すなわち、偏平部Pは、巻取軸Cと最も近い一側から長さ方向に垂直な偏平エッジを有する。このために、前記複数の第1突出部115は、第1突出部115の幅が第1電極板111が巻き取られるごとに増加するように形成される。
Specifically, the first electrode plain portion 111c includes a first horizontal portion 114 and a plurality of
第2電極板112は、第2電極集電体112aと、前記第2電極集電体112aの両面にコーティングされた第2電極活物質層112bとからなる。なお、前記第2電極集電体112aには、第2電極活物質がコーティングされない第2電極無地部112cが形成される。
The
第2電極集電体112aは、電流を集めるホイル形態でニッケル又は銅(Cu)材質からなり、又は他の等価の材質からなりうる。第2電極活物質層112bは、電気を発生させる機能を果たし、例えば、石墨、炭素などからなり、又は他の等価の材質からなりうる。第2電極無地部112cは、第2電極集電体112aの上部の一端に形成されて、第2電極板112と第2電極板112の外部間の電流流れの通路となる。
The second electrode
第2電極無地部112cは、具体的に第2水平部116と複数の第2突出部117を備える。このような第2水平部116及び複数の第2突出部117は、略長方形の第2電極無地部を長さ方向から既設定された間隔に一部カットすることによって形成されうる。第2水平部116は、第2電極集電体112aの長さと同じ長さを有することができる。複数の第2突出部117は、第2水平部116から垂直方向に突出する。このような複数の第2突出部117は、図4に示すように、電極組立体110の上端外に突出しつつ電極組立体110の巻取軸Cを基準に他側(すなわち、第1突出部115に反対になる側)に位置し、電極組立体110の巻取形状により画定されるラウンド部Rと偏平部Pとに区分されることができる。ここで、ラウンド部Rは、偏平部Pより電極組立体110の巻取軸Cからより遠く位置し、電極組立体110の巻取工程上、複数の第2突出部117が偏平部Pより密集される部分である。そして、電極組立体110の巻取軸Cと対向する複数の第2突出部117のそれぞれの終端は、一字形になる。すなわち、偏平部Pは、巻取軸Cと最も近い一側から長さ方向に垂直な偏平エッジを有する。このために、複数の突出部117は、第2突出部117の幅が、第2電極板112が巻き取られるごとに増加するように形成される。
Specifically, the second
このような、第1電極板111及び第2電極板112は、極性を別にして配置されることができる。
The
セパレータ113は、第1電極板111と第2電極板112との間に位置してショートを防止し、リチウムイオンの移動のみを可能にする機能を果たし、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの複合フィルム、又は他の等価の材質からなりうる。
The
上記のように、第1電極板111は、アルミニウム(Al)ホイル、第2電極板112は、銅(Cu)ホイル、セパレータ113は、ポリエチレン(PE)又はポリプロフィレン(PP)でありうるが、本発明は、上記の材質を限定するものではない。
As described above, the
前記のような電極組立体110は、図3及び図4に示すように、巻取時電極組立体110の上端の一側及び他側外に第1電極無地部111cの第1突出部115及び第2電極無地部112cの第2突出部117が露出するように、第1電極板111、セパレータ113及び第2電極板112を配置して巻き取ることによってなる。電極組立体110は、上記のように、第1電極板111、セパレータ113及び第2電極板112が渦流状に巻き取られてなること以外に、積層された構成からなることも可能である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
このような電極組立体110の上部の一側及び他側には、第1電極板111と第2電極板112とのそれぞれと電気的に接続するための第1集電板120と第2集電板130とが結合される。すなわち、第1集電板120は、電極組立体110の上端のうち、第1側に結合され、第2集電板130は、電極組立体110の上端のうち、第1側と反対になる第2側に結合される。
A first
第1集電板120は、導電性を有する材質から形成されて、電極組立体110の上端の一側に突出した第1電極無地部111cの第1突出部115と接触されることによって、第1電極板111と電気的に接続される。ここで、第1集電板120は、レーザ溶接方法により第1電極無地部111cの第1突出部115と結合されうる。
The first
第2集電板130は、また導電性を有する材質から形成されて、電極組立体110の上端の他側に突出した第2電極無地部111cの第2突出部117と接触されることによって、第2電極板112と電気的に接続される。ここで、第2集電板130は、レーザ溶接方法により第2電極無地部112cの第2突出部117と結合されることができる。
The second
前記のような第1集電板120及び第2集電板130は、電極組立体110の上部に結合されて、電極組立体110の上部に位置する電極端子と電極組立体110との間の電流パス長を減らすことができ、電流パス長の増加による内部抵抗の増加を防止することができる。また、第1集電板120及び第2集電板130は、電極組立体110に別途の接続タップ無しで直接結合されて、ケースの内部で別途の接続タップに対する空間をなくすことによって、電極組立体110の巻取ターン数を増加させることができる。また、第1集電板120及び第2集電板130は、電極組立体110の上部に配置され、レーザ溶接方法により結合されて、電極組立体110の内部から発生するガスの放出領域を確保しつつ、電極組立体110の内部から電極組立体110の上部に位置する安全ベントまでガス放出が円滑に行われるようにすることができる。
The first
次に、このような第1、2集電板120、130の構造について第1集電板120の構造を例に挙げて具体的に説明する。第2集電板130の構造に対する説明は、第1集電板120の構造と互いに対応するので省略する。
Next, the structure of the first and second current collecting
図4〜図6に示すように、第1集電板120は、第1突出部115のラウンド部Rをカバーするラウンド領域部Swを備えるように形成される。また、第1集電板120は、第1突出部115の偏平部Pをカバーする偏平領域部Scをさらに備えるように形成されうる。
As shown in FIGS. 4 to 6, the first
具体的に説明すると、第1集電板120は、ベース部121、フランジ部122、端子ホール123及び溝部124を備えることができる。
Specifically, the first
ベース部121は、電極組立体110の第1突出部115と対向し、第1突出部115の平面形状と略同じ平面形状を有するプレートから形成される。すなわち、ラウンド領域部Swにおけるベース部121は、略反楕円、半円又は他のラウンド形状を有し、偏平領域部Scでのベース部121は、略四角又は他の直線形状を有することができる。
The
フランジ部122は、ベース部121の終端から電極組立体110の第1突出部115の方向に延びるように形成される。ここで、フランジ部122は、第1集電板120と第1突出部115との円滑な結合のために、電極組立体110の巻取軸Cと近い一側が開口されるように形成されうる。
The
端子ホール123は、ベース部121のうち、偏平領域部Scに形成されて、後述する第1電極端子152の一部が挟まれて結合されるようにする。
The
溝部124は、ベース部121のうち、ラウンド領域部Swに形成され、第1集電板120と第1突出部115との結合のために実施される溶接空間を提供する。このような溝部124は、ベース部121が電極組立体110の方向に突出して形成され、電極組立体110と第1集電板120との結合時に第1電極無地部111cの第1突出部115を加圧して折り曲げられた形態になるようにする。これにより、第1突出部115と面接続する溝部124の底面は、第1集電板120と第1突出部115との面接触による接触面積を増加させて、第1集電板120と第1突出部115との容易な付着(例えば、レーザ溶接)を可能にする。
The
第2集電板130は、第1集電板120と互いに対応するように第2突出部117のラウンド部Rをカバーするラウンド領域部Swと、第2突出部117の偏平部Pをカバーする偏平領域部Scとを備えるように形成されうる。具体的に説明すると、第2集電板130は、ベース部131、フランジ部132、端子ホール133、溝部134を備えることができる。上述したように、第2集電板130は、第1集電板120の構成と互いに対応するので具体的な説明は省略する。
The second current collecting
ケース140は、アルミニウム、アルミニウム合金又はニッケルがメッキされたスチールのような導電性金属から形成され、垂直方向の巻取軸Cを有する電極組立体110が挿入固着されうる開口部の形成された略六面体形状からなる。図1では、ケース140とキャップ組立体50とが結合された状態で示されているので、開口部が示されていないが、キャップ組立体150の周り部分140aが実質的に開放された部分である。一方、ケース140の内面は、絶縁処理されて、電極組立体110及びキャップ組立体150と絶縁される。
The
キャップ組立体150は、ケース140と結合され、キャッププレート151と、第1電極端子152及び第2電極端子153と、ガスケット154と、ナット155とを備えてなりうる。
The
キャッププレート151は、ケース140を密封し、ケース140と同じ材質から形成されうる。
The
第1電極端子152及び第2電極端子153のそれぞれは、絶縁された状態でキャッププレート151を貫通して、第1集電板120及び第2集電板130のそれぞれと電気的に接続される。
Each of the
ガスケット154は、第1電極端子152及び第2電極端子153のそれぞれとキャッププレート151との間に形成されて、第1電極端子152及び第2電極端子153のそれぞれとキャッププレート151とを絶縁させる。このようなガスケット154は、第1電極端子152及び第2電極端子153のそれぞれと物理的に締結されるように結合溝154aを有することができる。
The
ナット155は、第1電極端子152及び第2電極端子153のそれぞれに形成されたネジ山(S)に沿って締結されて、第1電極端子152及び第2電極端子153のそれぞれをキャッププレート151に固定させる。
The
また、キャップ組立体150は、キャッププレート151に形成される電解液注入口(図示せず)を介して電解液を注入した後、電解液の注入口を密封する栓156、及び/又はキャッププレート151の下部に薄い厚さに形成されて設定された圧力により破損されてガスを放出する安全ベント157を備えることができる。
Further, the
前記のような構成を有するキャップ組立体150のうち、第1、2電極端子152、153の構造について第1電極端子152の構造を例に挙げてさらに具体的に説明すると、以下のとおりである。第2電極端子153の構造についての説明は、第1電極端子152の構造と互いに対応するので省略するようにする。
In the
第1電極端子152は、第1ヘッド部152a、第1プレート部152b、第1結合突起152c及び第1固定部152dを備えてなることができる。
The
第1ヘッド部152aは、キャッププレート151を貫通してキャッププレート151の上部に延びるように形成される。第1ヘッド部152aは、ナット155との締結のために外面に形成されたネジ山(S)を有する。
The
第1プレート部152bは、第1ヘッド部152aと垂直をなして接続され、キャッププレート151の下部に位置する。
The
第1結合突起152cは、第1プレート152bの一側から突出し、ガスケット154の結合溝154aと結合される。このような第1結合突起152cと結合溝154aとの結合は、二次電池の製造工程時に第1電極端子152の回転を防止する。
The
固定部152dは、第1プレート部152bの下部から延びた延長部(図4の52d)が第1集電板120の端子ホール123を貫通してリベット(RIveting)工程により変形されることによって形成される。すなわち、固定部152dは、第1集電板120の下部において第1集電板120の端子ホール123より広い広さを有するようになる。これにより、固定部152dは、第1電極端子152を第1集電板120に固定させる機能を果たす。一方、図示していないが、固定部152dは、第1プレート部152bの下部に複数形成されうる。この場合、第1電極端子152と第1集電板120との結合強度がさらに向上することができる。ここで、固定部152dが複数形成されると、もちろん第1集電板120の端子ホール123の個数も複数形成される。
The fixing
第2電極端子153は、第2ヘッド部153a、第2プレート部153b、第2結合突起153c及び第2固定部153dを備えてなりうる。上述したように、第2電極端子153は、第1電極端子152の構成と互いに対応するので、具体的な説明は省略する。
The
前記のような構成を有する電極組立体110がケース140の開放された上部を通過してケース140の内部に挿入されて結合され電解液などが注入され、キャップ組立体150がケース140の開放された上部を覆って密封することで二次電池を完成する。
The
一方、本発明の一実施の形態では、電極組立体110が電極組立体110の巻取軸Cと対向する第1、2突出部115、117の各々の終端が一字形をなすことと示されているが、図7に示すように、電極組立体210が電極組立体210の巻取軸Cと対向する第1、2突出部215、217の各々の終端が電極組立体210の巻取軸Cの方向に突出したV字形をなすように形成されうる。すなわち、偏平部Pは、長さ方向から電極組立体210の中央領域に向けて傾いた偏平エッジを有する。また、図8に示すように、電極組立体310が電極組立体310の巻取軸Cと対向する第1、2突出部315、317の各々の終端が電極組立体310の巻取軸Cから側部方向へ凹んだV字形をなすように形成されうる。ここで、V字形は、巻取軸Cから遠く離れる。すなわち、偏平部Pは、長さ方向から電極組立体310の中央領域に向けて傾いた偏平エッジを有する。
On the other hand, in one embodiment of the present invention, it is indicated that the terminal ends of the first and second projecting
ここで、図4の電極組立体110、図7の電極組立体210及び図8の電極組立体310を形成するための条件を図8の電極組立体310を形成するための条件として例に挙げて説明すると、以下のとおりである。
Here, the conditions for forming the
図9に示すように、電極組立体310を形成するための条件は、第1に0<L1及びL2<D/2(L1及びL2:第1、2突出部315、317のそれぞれの偏平部Pの長さ、D:電極組立体の偏平部全体長)、第2に0<L1+L2<Dがある。ここで、L1及びL2がD/2より小さく設定される理由は、L1及びL2がD/2より大きくなると、電極組立体310の平面上において第1突出部315と第2突出部317との長さが長くなって互いに重なるようになりうるためである。この場合、電気的な短絡が発生できる。また、L1+L2がDより小さく設定される理由は、第1突出部315と第2突出部315とが互いに重ならないようにして、第1、2突出部315、317のそれぞれのラウンド部R領域を確保するためである。
As shown in FIG. 9, the conditions for forming the
上記のように、本発明の一実施の形態による二次電池100は、第1集電板120と第2集電板130のそれぞれを垂直方向の巻取軸Cを有する電極組立体110の上部の一側及び下側のそれぞれに結合させ、電極組立体110の上部に位置する第1電極端子152及び第2電極端子153のそれぞれに結合させる。これにより、本発明の一実施の形態による二次電池100は、既存に垂直方向の巻取軸を有する電極組立体の上・下部の各々に集電板を結合させる場合及び水平方向の巻取軸を有する電極組立体の両側部に集電板を結合させる場合より電極組立体と電極端子との間の電流パス長を減らすことができる。したがって、本発明の一実施の形態による二次電池100は、電流パス長が増加するに伴い、増加する内部抵抗を減らして電池の出力を高めることができる。
As described above, the
また、本発明の一実施の形態による二次電池100は、第1集電板120と第2集電板130とを電極組立体110に別途の接続タップ無しで直接結合させる。これにより、本発明の一実施の形態による二次電池100は、ケース140の内部で別途の接続タップが占める空間を減らして、減った空間分だけ電極組立体110の巻取ターン数を増加させることができる。したがって、本発明の一実施の形態による二次電池100は、電池の容量を増加させることができる。
In addition, in the
また、本発明の一実施の形態による二次電池100は、第1集電板120と第2集電板130とをレーザ溶接方法により垂直方向の巻取軸Cを有する電極組立体110の上部に位置する第1電極無地部111cと第2電極無地部112cとに結合させる。これにより、本発明の一実施の形態による二次電池100は、既存に陽極無地部及び陰極無地部の各々を集められるように押した状態で超音波溶接により陽極無地部及び陰極無地部に集電板を結合させる場合、電極組立体の内部から発生したガスの放出領域が減少する現象を防止できる。また、本発明の一実施の形態による二次電池100は、既存の水平方向の巻取軸を有する電極組立体の両側部に露出した陽極無地部及び陰極無地部の各々に集電板が結合される場合、電極組立体の内部から放出されるガスがケースの両側部にぶつかって電極組立体の上部に位置する安全ベントまで容易に到達されないという現象を防止できる。したがって、本発明の一実施の形態による二次電池100は、電池の安全性を向上させることができる。
In addition, the
次に、本発明の他の実施の形態による二次電池について説明する。 Next, a secondary battery according to another embodiment of the present invention will be described.
本発明の他の実施の形態による二次電池は、本発明の一実施の形態による二次電池100と比較して、集電板に形成される溝部の構成のみが異なるだけで同じ構成を有し、同じ作用を果たす。これにより、同じ構成に対する重複した説明は省略し、集電板の構造について第1集電板420の構造を例に挙げて説明する。
The secondary battery according to another embodiment of the present invention has the same configuration as that of the
図10は、本発明の他の実施の形態による二次電池のうち、図4の「A」部分と対応する部分を示す斜視図であり、図11は、図10の第1集電板の下面が上に向かった状態を示す斜視図である。 FIG. 10 is a perspective view illustrating a portion corresponding to the portion “A” of FIG. 4 of a secondary battery according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a diagram of the first current collector plate of FIG. It is a perspective view which shows the state which the lower surface faced up.
図10及び図11に示すように、第1集電板420は、第1突出部115のラウンド部Rをカバーするラウンド領域部Swを備えるように形成される。また、第1集電板420は、第1突出部115の偏平部Pをカバーする偏平領域部Scをさらに備えるように形成されうる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the first
具体的に説明すると、第1集電板420は、ベース部421、フランジ部422、端子ホール423及び複数の溝部424を備えることができる。
Specifically, the first
ベース部421、フランジ部422及び端子ホール423は、図6に示す第1集電板120のベース部121、フランジ部122及び端子ホール123と同一である。
The
溝部424は、図6に示された第1集電板120の溝部124と同じ作用を果たし、但し溝部124がラウンド領域部Swにて一つの溝状に形成されたこととは異なり、ラウンド領域部Swにて第1集電板420の長さ方向と平行な水平方向に複数形成される点において差がある。このような溝部424は、ラウンド領域部Swに位置する突出部115と平面上交差するようになる。
The
このように、本発明の他の実施の形態による二次電池は、第1集電板420のラウンド領域部Swに水平方向に形成された複数の溝部424を具備することによって、溝部424に実施されるレーザ溶接により形成されるレーザ溶接ラインと突出部115とを平面上交差するようにして、第1集電板420と突出部115との結合強度を高めることができる。
As described above, the secondary battery according to another exemplary embodiment of the present invention includes the plurality of
次に、本発明のさらに他の実施の形態による二次電池について説明する。 Next, a secondary battery according to still another embodiment of the present invention will be described.
本発明のさらに他の実施の形態による二次電池は、本発明の一実施の形態による二次電池100と比較して、集電板に形成される溝部の構成のみが異なり、同じ構成を有し、同じ作用を果たす。これにより、同じ構成に対する重複した説明は省略し、集電板の構造について第1集電板520の構造を例に挙げて説明する。
A secondary battery according to still another embodiment of the present invention differs from the
図12は、本発明のさらに他の実施の形態による二次電池のうち、図4の「A」部分と対応する部分を示す斜視図であり、図13は、図11の第1集電板の下面が上に向かった状態を示す斜視図である。 12 is a perspective view showing a portion corresponding to the portion “A” of FIG. 4 in a secondary battery according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a first current collector plate of FIG. It is a perspective view which shows the state which faced the upper surface of the top.
図12及び図13に示すように、第1集電板520は、第1突出部115のラウンド部Rをカバーするラウンド領域部Swを備えるように形成される。また、第1集電板520は、第1突出部115の偏平部Pをカバーする偏平領域部Scをさらに備えるように形成されうる。
As shown in FIGS. 12 and 13, the first
具体的に説明すると、第1集電板520は、ベース部521、フランジ部522、端子ホール523及び複数の溝部524を備えることができる。
Specifically, the first
ベース部521、フランジ部522及び端子ホール523は、図6に示す第1集電板120のベース部121、フランジ部122及び端子ホール123と同一である。
The
溝部524は、図6に示す第1集電板120の溝部124と同じ作用を果たし、ただし第1集電板120の溝部124がラウンド領域部Swにて一つの溝状に形成されたことと異なり、ラウンド領域部Swにて第1集電板420の長さ方向と垂直な垂直方向に複数形成される点において差がある。このような溝部524は、レーザ溶接時にレーザの照射位置を具体的に指定して、レーザ溶接がより正確な位置で行われるようにすることができる。
The
このように、本発明のさらに他の実施の形態による二次電池は、第1集電板520のラウンド領域部Swに垂直方向に形成された複数の溝部524を具備することによって、レーザ溶接がより正確な位置で行われるようにして溶接効率を向上させることができる。
As described above, the secondary battery according to another exemplary embodiment of the present invention includes the plurality of
次に、本発明のさらに他の実施の形態による二次電池について説明する。 Next, a secondary battery according to still another embodiment of the present invention will be described.
本発明の他の実施の形態による二次電池は、本発明の一実施の形態による二次電池100と比較して、集電板に開口(又はスリットという)がさらに形成される構成のみが異なるだけで、同じ構成を有し、同じ作用を果たす。これにより、同じ構成についての重複した説明は省略し、集電板の構造について第1集電板620の構造を例に挙げて説明する。
A secondary battery according to another embodiment of the present invention differs from the
図14は、本発明のさらに他の実施の形態による二次電池のうち、図4の「A」部分と対応する部分を示す斜視図で、図15は、図14の15−15線(水準)に沿う第1集電板を示す断面図である。 14 is a perspective view illustrating a portion corresponding to the portion “A” in FIG. 4 of a secondary battery according to still another embodiment of the present invention. FIG. 15 is a line 15-15 (level) in FIG. It is sectional drawing which shows the 1st current collecting plate which follows).
図14及び図15に示すように、第1集電板620は、第1突出部115のラウンド部Rをカバーするラウンド領域部Swを備えるように形成される。また、第1突出部115の偏平部Pをカバーする偏平領域部Scをさらに備えるように形成されうる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the first
具体的に説明すると、第1集電板620は、ベース部621、フランジ部622、端子ホール623、溝部624及び複数のスリット625を備えることができる。
Specifically, the first
ベース部621、フランジ部622、端子ホール623及び溝部624は、図6に示す第1集電板120のベース部121、フランジ部122、端子ホール123及び溝部124と同一である。
The
スリット625は、溝部624の領域を貫通するように形成されて、作業者が電極組立体110の外部にて第1突出部115の密集状態と、溝部624と第1突出部115とのレーザ溶接状態を把握できるようにする。また、スリット625は、溝部624と第1突出部115とのレーザ溶接時にスリット625の一側に加えられるレーザ熱がスリット625の他側に伝達されることを遮断又は減らして、レーザ溶接により溝部624と第1突出部115とを溶接させることにおいて、レーザ熱を集中させることができる。これにより、溝部624と第1突出部115とのレーザ溶接効率が高まりうる。
The
このように、本発明のさらに他の実施の形態による二次電池は、第1集電板620の溝部624に形成されたスリット625を具備することによって、第1突出部115の密集状態と、溝部624と第1突出部115との溶接状態に対して不良が発生する場合、作業者が不良に対して対処できるようにする。
As described above, the rechargeable battery according to another exemplary embodiment of the present invention includes the
また、本発明のさらに他の実施の形態による二次電池は、スリット625を介して、レーザ溶接により溝部624と第1突出部115とを溶接させることにおいて、レーザ熱を集中させることができる。これにより、本発明のさらに他の実施の形態による二次電池は、溝部624と第1突出部115とのレーザ溶接効率を上げて、第1集電板620と電極組立体110との結合に対する信頼性を高めることができる。
Further, the secondary battery according to still another embodiment of the present invention can concentrate the laser heat by welding the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
100 二次電池
110 電極組立体
120 第1集電体
130 第2集電体
140 ケース
150 キャップ組立体
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記電極組立体を収容するケースと、
前記複数の第1突出部又は複数の第2突出部の少なくとも何れか一つに接続され、少なくとも前記ラウンド部をカバーする集電板とを備えることを特徴とする二次電池。 A first electrode plate having a plurality of first protrusions extending from one end; and a second electrode plate having a plurality of second protrusions extending from the one end, the plurality of first protrusions or the plurality of first protrusions. An electrode assembly formed such that at least one of the two protruding portions includes a flat portion and a round portion;
A case for housing the electrode assembly;
A secondary battery comprising: a current collector plate connected to at least one of the plurality of first protrusions or the plurality of second protrusions and covering at least the round part.
前記ラウンド部は、前記電極組立体の中心軸から前記電極組立体の終端の一側に位置し、
前記集電板は、前記ラウンド部に溶接されることを特徴とする請求項1に記載の二次電池。 The flat portion extends in the length direction of the electrode assembly,
The round part is located on one side of the terminal end of the electrode assembly from the central axis of the electrode assembly;
The secondary battery according to claim 1, wherein the current collector plate is welded to the round part.
前記電極組立体の一端のうち、前記第1側と反対になる第2側から前記複数の第2突出部と接続する第2集電板をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の二次電池。 The current collector plate is a first current collector plate connected to the plurality of first protrusions from a first side of one end of the electrode assembly,
3. The second current collector plate according to claim 2, further comprising a second current collector plate connected to the plurality of second protrusions from a second side opposite to the first side of one end of the electrode assembly. Secondary battery.
The said current collecting plate is laser-welded to at least any one of the said some 1st protrusion part or the some 2nd protrusion part, The 2 of any one of Claims 1-15 characterized by the above-mentioned. Next battery.
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